(57)【要約】【課題】  圧力変換機構によって圧力変換した流体を蓄圧器に蓄積しておく蓄圧装置をコンパクトに構成する。【解決手段】  圧力変換機構２０は、ピストン２２の往復運動により、切り換え弁機構４０内のシリンダ４１の流路４１ｅ、第１および第２ピストン流路４２ｂ，４２ｃおよび吸入弁４６を介して大気を圧力変換室ＰＲに吸入し、圧力変換器ＰＲにて高圧に変換された空気を、第１および第２ピストン流路４２ｂ，４２ｃおよび吐出弁４７を介して、シリンダ４１の第１室Ｒ１およびアキュムレータ１２に供給する。アキュムレータ１２および第１室Ｒ１内の空気圧力が所定圧以上になると、ピストン４２がコイルスプリング４３に抗して図示右方に変位する。ピストン４２の右方への変位により、圧力変換室ＰＲは、シリンダ４１の流路４１ｆ，４１ｅを介して大気に連通するので、圧力変換機構２０は圧力変換を停止する。【選択図】  図１
2006283685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力変換されるべき流体を圧力変換室に吸入して変換する圧力変換機構と、
前記圧力変換機構の圧力変換室にて圧力変換された流体を蓄積する蓄圧器と、
前記圧力変換機構の圧力変換室にて圧力変換された流体を前記蓄圧器に選択的に供給する切り換え弁機構とを有する蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、
シリンダと、
前記シリンダ内に液密的または気密的に軸線方向に摺動可能に収容されて一端側にて前記シリンダ内に流体室を形成するピストンと、
前記ピストンを前記流体室側に付勢するスプリングとを備え、
前記流体室を前記蓄圧器に連通させ、
前記ピストンが前記スプリングの付勢力によって前記流体室側に位置するとき、前記圧力変換されるべき流体の圧力変換室への吸入および前記圧力変換室にて圧力変換された流体の前記蓄圧器への吐出を許容し、かつ
前記ピストンが前記流体室内の流体の圧力によりスプリングの付勢力に抗して前記流体室側と反対側に変位したとき、前記圧力変換室を前記圧力変換されるべき流体の流路に連通させるように構成した蓄圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記ピストンの両端部外周面上に一対のシール部材を組み付け、
前記シリンダの側壁を貫通して前記圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための流路を、前記ピストンが前記流体室側に位置するとき前記一対のシール部材のうちで前記流体室側と反対側のシール部材よりも軸線方向外側に位置し、かつ前記ピストンが前記流体室側と反対側に変位したとき前記一対のシール部材の軸線方向中間に位置する前記シリンダの側壁軸線方向位置に設け、
前記ピストン内にその両端面間を貫通する第１ピストン流路を設け、
前記ピストン内に、一端にて前記第１ピストン流路の中間位置に開口し、他端にて前記ピストンの外周面上であって前記第１シール部材と前記第２シール部材の軸線方向中間位置に開口する第２ピストン流路を設け、
前記第１シール部材と前記第２シール部材の軸線方向中間にて、前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面の間を前記圧力変換室に連通させ、
前記第１ピストン流路内であって前記流体室と反対側の前記ピストンの端面と前記第２ピストン流路との接続位置との間に、前記圧力変換室にて圧力変換されるべき流体を吸入するための一方向性弁からなる吸入弁を組み込み、かつ
前記第１ピストン流路内であって前記流体室側の前記ピストンの端面と前記第２ピストン流路との接続位置との間に、前記圧力変換室にて圧力変換された流体を前記蓄圧器に吐出するための一方向性弁からなる吐出弁を組み込むように構成した蓄圧装置。
【請求項３】
請求項２に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記第１シール部材と前記第２シール部材の軸線方向中間にて、前記ピストンの外周面上に凹部を形成するように構成した蓄圧装置。
【請求項４】
請求項１に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記ピストンの流体室側と反対側の端部外周面上に同流体室側と反対側端面から同ピストンの外周面中央部への流体の通過のみを許容する第１の一方向性弁を組み付け、
前記ピストンの流体室側の端部外周面上に同ピストンの外周面中央部から同流体室側への流体の通過のみを許容する第２の一方向性弁を組み付け、
前記シリンダの側壁を貫通して前記圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための流路を、前記ピストンが前記流体室側に位置するとき前記第１の一方向性弁よりも軸線方向外側に位置し、かつ前記ピストンが前記流体室側と反対側に変位したとき前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置する前記シリンダの側壁軸線方向位置に設け、かつ
前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間にて、前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面の間を前記圧力変換室に連通させるように構成した蓄圧装置。
【請求項５】
請求項４に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間にて、前記ピストンの外周面上に凹部を形成するように構成した蓄圧装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換機構を、
シリンダと、
前記シリンダ内に液密的または気密的に軸線方向に往復運動するピストンとを備え、
前記ピストンの往復運動により、前記圧力変換されるべき流体を前記圧力変換室に吸入するとともに前記圧力変換室に吸入した流体を圧力変換するように構成した蓄圧装置。
【請求項７】
請求項１に記載した蓄圧装置において、
前記圧力変換機構を、
前記シリンダの外周面上に一体的に設けた円筒状のスリーブと、
前記スリーブの内周面上又は外周面上に液密的または気密的に軸線方向に摺動可能に組み付けられて前記シリンダおよび前記スリーブとの間に圧力変換室を形成する有底円筒状のプランジャ部材とを備え、
前記プランジャ部材の往復運動により、圧力変換されるべき流体を圧力変換するように構成した蓄圧装置。
【請求項８】
請求項７に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記ピストン内に、一端にて前記流体室に連通するとともに、他端にて前記ピストンの外周面上に開口するピストン流路を設け、
前記ピストンの外周面上であって、前記ピストン流路の他端を挟む軸線方向両側位置に、前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面の間をシールする一対のシール部材を設け、
前記シリンダの側壁を貫通して前記蓄圧器と前記ピストン流路の他端を連通させる第１流路を、前記ピストンの移動とは無関係に前記一対のシール部材間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設け、
前記ピストンの外周面上であって、前記一対のシール部材に対して前記流体室側の軸線方向位置に、前記一対のシール部材側から前記流体室側への流体の通過のみを許容する第１の一方向性弁を組み付け、
前記ピストンの外周面上であって、前記第１の一方向性弁と前記流体室側の端部の軸線方向中間位置に、前記第１の一方向性弁側から前記流体室側への流体の通過のみを許容する第２の一方向性弁を組み付け、
前記シリンダの側壁を貫通して前記圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための第２流路を、前記ピストンが前記流体室側に位置するとき前記一対のシール部材のうちで前記第１の一方向性弁側のシール部材と前記第１の一方向性弁の軸線方向中間に位置し、かつ前記ピストンが前記流体室側と反対側に変位したとき前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置する前記シリンダの側壁軸線方向位置に設け、かつ
前記シリンダの側壁を貫通して前記圧力変換室と前記ピストンの外周面上を連通させる第３流路を、前記ピストンの移動とは無関係に前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置する前記シリンダの側壁軸線方向位置に設けるように構成した蓄圧装置。
【請求項９】
請求項８に記載した蓄圧装置において、
前記切り換え弁機構を、さらに、
前記第１の一方向性弁と前記第２の一方向性弁の軸線方向中間にて、前記ピストンの外周面上に凹部を形成する構成した蓄圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力変換機構によって圧力変換した流体を蓄圧器に蓄積しておく蓄圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポンプにより生成された液圧をアキュムレータ（蓄圧手段）に蓄積しておき、同蓄積された液圧を利用する蓄圧装置はよく知られている。この種の蓄圧装置においては、例えば下記特許文献１に示されるように、ポンプとアキュムレータとの間にアキュムレータに蓄積されている液圧に応じて切り換え制御される切り換え弁機構を配置して、アキュムレータに蓄積されている液圧が所定圧以下のときには、ポンプから吐出される高圧の作動液をアキュムレータに供給し、一方、アキュムレータに蓄積されている液圧が所定圧を超えると、ポンプから吐出される作動液をリリーフ弁を介してリザーバに逃がすようにして、ポンプの負荷を軽減するようにすることも知られている。
【特許文献１】特開平９−２８６３２１号公報
【０００３】
しかし、上記従来技術においては、ポンプおよびポンプ周辺装置と、アキュムレータとは全く分離されており、装置全体が大型化するという問題があった。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、圧力変換機構によって圧力変換した流体を蓄圧器に蓄積しておく蓄圧装置をコンパクトに構成することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、圧力変換されるべき流体を圧力変換室に吸入して変換する圧力変換機構と、圧力変換機構の圧力変換室にて圧力変換された流体を蓄積する蓄圧器と、圧力変換機構の圧力変換室にて圧力変換された流体を蓄圧器に選択的に供給する切り換え弁機構とを有する蓄圧装置において、切り換え弁機構を、シリンダと、シリンダ内に液密的または気密的に軸線方向に摺動可能に収容されて一端側にてシリンダ内に流体室を形成するピストンと、ピストンを流体室側に付勢するスプリングとを備え、流体室を蓄圧器に連通させ、ピストンがスプリングの付勢力によって流体室側に位置するとき、圧力変換されるべき流体の圧力変換室への吸入および圧力変換室にて圧力変換された流体の蓄圧器への吐出を許容し、かつピストンが流体室内の流体の圧力によりスプリングの付勢力に抗して流体室側と反対側に変位したとき、圧力変換室を圧力変換されるべき流体の流路に連通させるように構成したことにある。
【０００６】
この場合、圧力変換機構を、シリンダと、シリンダ内に液密的または気密的に軸線方向に往復運動するピストンとを備え、ピストンの往復運動により、圧力変換されるべき流体を圧力変換室に吸入するとともに圧力変換室に吸入した流体を圧力変換するように構成するとよい。
【０００７】
上記のように構成した本発明においては、切り換え弁機構を、ピストンが流体室内の流体の圧力によりスプリングの付勢力に抗して流体室側と反対側に変位したとき、圧力変換室を圧力変換されるべき流体の流路に連通させるように構成したので、圧力変換機構に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。また、切り換え弁機構を、ピストンがスプリングの付勢力によって流体室側に位置するとき、圧力変換されるべき流体の圧力変換室への吸入および圧力変換室にて圧力変換された流体の蓄圧器への吐出を許容するようにして、圧力変換に必要な構成の一部を切り換え弁機構に組み込むようにしたので、圧力変換機構、蓄圧器および切り換え弁機構からなる蓄圧装置全体をコンパクトに構成できる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、前記切り換え弁機構を次のように具体的に構成したことにある。ピストンの両端部外周面上に、一対のシール部材が組み付けられている。シリンダの側壁を貫通して圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための流路が、ピストンが流体室側に位置するとき一対のシール部材のうちで流体室側と反対側のシール部材よりも軸線方向外側に位置し、かつピストンが流体室側と反対側に変位したとき一対のシール部材の軸線方向中間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設けられている。ピストン内に、その両端面間を貫通する第１ピストン流路が設けられている。ピストン内に、一端にて第１ピストン流路の中間位置に開口し、他端にてピストンの外周面上であって第１シール部材と第２シール部材の軸線方向中間位置に開口する第２ピストン流路が設けられている。第１シール部材と第２シール部材の軸線方向中間にて、シリンダの内周面とピストンの外周面の間が圧力変換室に連通されている。第１ピストン流路内であって流体室と反対側のピストンの端面と第２ピストン流路との接続位置との間に、圧力変換室にて圧力変換されるべき流体を吸入するための一方向性弁からなる吸入弁が組み込まれている。第１ピストン流路内であって流体室側のピストンの端面と第２ピストン流路との接続位置との間に、圧力変換室にて圧力変換された流体を蓄圧器に吐出するための一方向性弁からなる吐出弁が組み込まれている。さらに、この場合、第１シール部材と第２シール部材の軸線方向中間にて、ピストンの外周面上に凹部が形成されるように構成するとよい。
【０００９】
これによれば、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達していなくて、ピストンが流体室側に位置しているときには、圧力変換されるべき流体が、シリンダに設けた流路、第１ピストン流路、吸入弁および第２ピストン流路を介して圧力変換室に供給される。そして、圧力変換された圧力変換室内の流体は、第２ピストン流路、第１ピストン流路、吐出弁および流体室を介して蓄圧器に供給されるので、蓄圧器には圧力変換された流体が蓄積される。一方、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達して、ピストンが流体室側と反対側に変位したときには、圧力変換室はシリンダに設けた流路を介して圧力変換されるべき流体の供給元に連通するので、圧力変換機構に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。また、吸入弁および吐出弁は、ピストン内に収容されるので、圧力変換機構、蓄圧器および切り換え弁機構からなる蓄圧装置全体をコンパクトに構成できる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記切り換え弁機構を次のように具体的に構成したことにもある。ピストンの流体室側と反対側の端部外周面上に、同流体室側と反対側端面から同ピストンの外周面中央部への流体の通過のみを許容する第１の一方向性弁が組み付けられている。ピストンの流体室側の端部外周面上に、同ピストンの外周面中央部から同流体室側への流体の通過のみを許容する第２の一方向性弁が組み付けられている。シリンダの側壁を貫通して圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための流路が、ピストンが流体室側に位置するとき第１の一方向性弁よりも軸線方向外側に位置し、かつピストンが流体室側と反対側に変位したとき第１の一方向性弁と第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設けられている。第１の一方向性弁と第２の一方向性弁の軸線方向中間にて、シリンダの内周面とピストンの外周面の間が圧力変換室に連通されている。さらに、この場合、第１の一方向性弁と第２の一方向性弁との軸線方向中間にて、ピストンの外周面上に凹部が形成されるように構成するとよい。
【００１１】
これによれば、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達していなくて、ピストンが流体室側に位置しているときには、圧力変換されるべき流体が、シリンダに設けた流路および第１の一方向性弁を介して圧力変換室に供給される。そして、圧力変換された圧力変換室内の流体は、第２の一方向性弁および流体室を介して蓄圧器に供給されるので、蓄圧器には圧力変換された流体が蓄積される。一方、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達して、ピストンが流体室側と反対側に変位したときには、圧力変換室はシリンダに設けた流路を介して圧力変換されるべき流体の供給元に連通するので、圧力変換機構に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。また、第１および第２の一方向性弁をピストンに組み付けて、両一方向性弁に上記本発明の他の特徴における一対のシール部材の機能も持たせるようにしたので、圧力変換機構、蓄圧器および切り換え弁機構からなる蓄圧装置全体をコンパクトかつ簡単に構成できる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記本発明の特徴における圧力変換機構を、シリンダの外周面上に一体的に設けた円筒状のスリーブと、スリーブの内周面上又は外周面上に液密的または気密的に軸線方向に摺動可能に組み付けられてシリンダおよびスリーブとの間に圧力変換室を形成する有底円筒状のプランジャ部材とを備え、プランジャ部材の往復運動により、圧力変換されるべき流体を圧力変換するように構成したことにある。
【００１３】
これによれば、圧力変換機構が切り換え弁機構と一体的に形成されるので、圧力変換機構、蓄圧器および切り換え弁機構からなる蓄圧装置全体をさらにコンパクトに構成できる。
【００１４】
さらに、本発明の他の特徴は、前記スリーブとプランジャ部材とによって圧力変換機構を構成した蓄圧装置において、前記切り換え弁機構を次のように具体的に構成したことにもある。ピストン内に、一端にて流体室に連通するとともに、他端にてピストンの外周面上に開口するピストン流路が設けられている。ピストンの外周面上であって、ピストン流路の他端を挟む軸線方向両側位置に、シリンダの内周面とピストンの外周面の間をシールする一対のシール部材が設けられている。シリンダの側壁を貫通して蓄圧器とピストン流路の他端を連通させる第１流路が、ピストンの移動とは無関係に一対のシール部材間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設けられている。ピストンの外周面上であって、一対のシール部材に対して流体室側の軸線方向位置に、一対のシール部材側から流体室側への流体の通過のみを許容する第１の一方向性弁が組み付けられている。ピストンの外周面上であって、第１の一方向性弁と流体室側の端部の軸線方向中間位置に、第１の一方向性弁側から流体室側への流体の通過のみを許容する第２の一方向性弁が組み付けられている。シリンダの側壁を貫通して圧力変換器にて圧力変換されるべき流体を吸入するための第２流路が、ピストンが流体室側に位置するとき一対のシール部材のうちで第１の一方向性弁側のシール部材と第１の一方向性弁の軸線方向中間に位置し、かつピストンが流体室側と反対側に変位したとき第１の一方向性弁と第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設けられている。シリンダの側壁を貫通して圧力変換室とピストンの外周面上を連通させる第３流路が、ピストンの移動とは無関係に第１の一方向性弁と第２の一方向性弁の軸線方向中間に位置するシリンダの側壁軸線方向位置に設けられている。さらに、この場合、第１の一方向性弁と第２の一方向性弁の軸線方向中間にて、ピストンの外周面上に凹部が形成されるように構成するとよい。
【００１５】
これによれば、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達していなくて、ピストンが流体室側に位置しているときには、圧力変換されるべき流体が、シリンダに設けた第２流路、第１の一方向性弁およびシリンダに設けた第３流路を介して圧力変換室に供給される。そして、圧力変換された圧力変換室内の流体は、シリンダに設けた第３流路、第２の一方向性弁、流体室、ピストン流路およびシリンダに設けた第１流路を介して蓄圧器に供給されるので、蓄圧器には圧力変換された流体が蓄積される。一方、蓄圧器内の流体圧力が所定圧に達して、ピストンが流体室側と反対側に変位したときには、圧力変換室はシリンダに設けた第２および第３流路を介して圧力変換されるべき流体の供給元に連通するので、圧力変換機構に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。また、第１および第２の一方向性弁をピストンに組み付けて、両一方向性弁に上記本発明の他の特徴における一対のシール部材の機能も持たせるようにしたので、圧力変換機構、蓄圧器および切り換え弁機構からなる蓄圧装置全体をコンパクトかつ簡単に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明すると、図１は第１実施形態に係る蓄圧装置の全体を示す概略図である。この蓄圧装置は、例えば車両に適用されて高圧の空気圧を蓄積しておいて、車両の制御に利用されるものである。
【００１７】
蓄圧装置は、動力を発生する動力源としての駆動装置１１と、駆動装置１１から伝達される動力を用いて流体圧としての空気圧を変換する圧力変換機構２０と、駆動装置１１から圧力変換機構２０に動力を伝達する動力伝達機構３０と、圧力変換機構２０にて変換された高圧の空気を蓄積する蓄圧器としてのアキュムレータ１２と、圧力変換機構２０とアキュムレータ１２との間に介装された切り換え弁機構４０とを備えている。
【００１８】
駆動装置１１は、例えばエンジンおよび同エンジンの駆動力を出力する出力装置から構成される。アキュムレータ１２には、利用装置１３が接続されている。利用装置１３は、アキュムレータ１２に蓄積されている高圧の空気を利用する装置で、例えば車両における運転者のブレーキペダルの踏み込み操作をアシストするブレーキアシスト装置である。
【００１９】
圧力変換機構２０は、底部２１ａを有する円筒状のシリンダ２１を備えている。シリンダ２１は、外周面上にシール部材としてのオーリング２２ａを組み付けたピストン２２を軸線方向に気密的かつ摺動可能に収容している。ピストン２２は、シリンダ２１内の底部２１ａ側に圧力変換室ＰＲを形成している。圧力変換室ＰＲ内にはコイルスプリング２３が組み込まれている。コイルスプリング２３は、ピストン２２を図示下方に付勢している。ピストン２２の圧力変換室ＰＲとは反対側の端面にはピストンロッド２４の一端が固着されている。
【００２０】
動力伝達機構３０は、駆動装置１１によって軸線周りに回転駆動される回転ロッド３１と、偏心カム３２とからなる。偏心カム３２は、円形プレート３２ａ、リング３２ｂおよび多数のボール３２ｃからなる。円形プレート３２ａは、偏心させた位置にて回転ロッド３１に一体回転するように固定されている。リング３２ｂは、その内周面上にて多数のボール３２ｃを介して円形プレート３２ａの外周面上に円形プレート３２ａと相対回転するように組み付けられるとともに、その外周面上の一部（図示上部位置）にてピストンロッド２４の下面を摺動可能に支持している。したがって、偏心カム３２は、回転ロッド３１の回転に伴う円形プレート３２ａの回転により、リング３２ｂの図示上端位置を上下動させてピストンロッド２４を軸線方向すなわち図示上下方向に所定範囲で往復運動させる。
【００２１】
切り換え弁機構４０は、一対の底部４１ａ，４１ｂを有する円筒状のシリンダ４１を備えている。シリンダ４１は、ピストン４２を気密的かつ軸線方向に摺動可能に収容している。シリンダ４１内には、ピストン４２によって区画された第１および第２室Ｒ１，Ｒ２が形成されている。第１室Ｒ１は底部４１ａに設けた流路４１ｃを介してアキュムレータ１２に連通し、第２室Ｒ２は底部４１ｂに設けた流路４１ｄを介して大気に連通している。なお、第１室Ｒ１は、本発明の流体室に対応する。第２室Ｒ２内にはコイルスプリング４３が組み込まれ、ピストン４２を第１室Ｒ１側に付勢している。
【００２２】
ピストン４２は、円柱状に形成されている。ピストン４２の両端部外周面上には一対のシール部材としてのオーリング４４，４５が組み付けられ、同両端部を残した中央部には円筒状の凹部４２ａが形成されている。シリンダ４１の側壁には、同側壁を貫通して大気に連通する流路４１ｅが設けられている。流路４１ｅは、ピストン４２が第１室Ｒ１側に位置するとき（図１の状態にあるとき）、オーリング４４に対して第２室Ｒ２側に位置する。また、流路４１ｅは、ピストン４２が第２室Ｒ２側に変位したとき（図２の状態にあるとき）、一対のオーリング４４，４５の間に位置、すなわちピストン４２の凹部４２ａと対向するように位置する。また、シリンダ４１の側壁には、同側壁を貫通して圧力変換機構２０の圧力変換室ＰＲに連通する流路４１ｆも設けられている。流路４１ｆは、ピストン４２の変位とは無関係に、一対のオーリング４４，４５の間に位置、すなわちピストン４２の凹部４２ａと対向するように位置する。この流路４１ｆは、圧力変換機構２０のシリンダ２１の底部２１ａに設けられて圧力変換室ＰＲに連通する流路２１ｂに直接的または間接的に連通している。
【００２３】
ピストン４２内には、その両端面間を貫通する第１ピストン流路４２ｂが設けられているとともに、一端にて第１ピストン流路４２ｂの中間位置に開口するとともに、他端にてシリンダ４２の凹部４２ａ外周面上に開口する第２ピストン流路４２ｃが設けられている。第１ピストン流路４２ｂ内には、その第２室Ｒ２側の端部と第２ピストン流路４２ｃに接続される位置との間にて、スプリングおよびボール状の弁体からなって、第２室Ｒ２側から第２ピストン流路４２ｃとの接続位置への一方向の流体の移動のみを許容する一方向性弁で構成した吸入弁４６が組み込まれている。また、第１ピストン流路４２ｂ内には、その第１室Ｒ１側の端部と第２ピストン流路４２ｃに接続される位置との間にて、スプリングおよびボール状の弁体からなって、第２ピストン流路４２ｃとの接続位置から第１室Ｒ１側への一方向の流体の移動のみを許容する一方向性弁で構成した吐出弁４７が組み込まれている。
【００２４】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について説明する。回転ロッド３１が駆動装置１１によって回転駆動されると、偏心カム３２はピストンロッド２４およびピストン２２を上下に往復運動させ始める。偏心カム３２が、ピストンロッド２４およびピストン２２をコイルスプリング２３の下方への付勢力に抗して上方へ押し上げると、シリンダ２１内の圧力変換室ＰＲ内の空気は圧縮されて高圧に変換される。いま、切り換え弁機構４０内のピストン４２は図１の位置にあるものとする。この状態では、シリンダ４１の内周面とピストン４２の凹部４２ａの間の空間は、オーリング４４，４５により密閉されている。したがって、前記高圧に変換された空気は、シリンダ２１の流路２１ｂ、シリンダ４１の流路４１ｆ、凹部４２ａ、第２ピストン流路４２ｃ、第１ピストン流路４２ｂおよび吐出弁４７を介してシリンダ４１の第１室Ｒ１およびアキュムレータ１２に供給される。
【００２５】
そして、ピストン２２が最上位点に達すると、次に、ピストン２２およびピストンロッド２４は、コイルスプリング２３の付勢力、ピストン２２およびピストンロッド２４の自重による力（以下、この力をコイルスプリング２３などによる付勢力という）によって下方に移動する。ただし、シリンダ２１の軸線方向が垂直方向でなければ、ピストン２２およびピストンロッド２４の自重による力は前記軸線方向に応じて変化する。ピストン２２の下方への移動により、シリンダ２１の圧力変換室ＰＲ内には、切り換え弁機構４０のシリンダ４１の流路４１ｅ、第２室Ｒ２、第１ピストン流路４２ｂ、吸入弁４６、第２ピストン流路４２ｃ、凹部４２ａ、流路４１ｆおよび圧力変換機構２０のシリンダ２１の流路２１ｂを介して大気圧の空気が吸入される。そして、ピストン２２およびピストンロッド２４が最下点に達した後には、前述のように、ピストン２２およびピストンロッド２４は偏心カム３２によって上方へ移動されて、圧力変換室ＰＲ内の圧縮された高圧の空気がシリンダ４１の第１室Ｒ１およびアキュムレータ１２に供給される。このようなピストン２２およびピストンロッド２４の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は徐々に高圧になり、アキュムレータ１２内に高圧の空気が蓄積されることになる。
【００２６】
そして、アキュムレータ１２およびシリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧が所定圧よりも高くなって、コイルスプリング４３の付勢力に打ち勝つと、ピストン４２は図示右方向に変位して、切り換え弁機構４０は図２の状態となる。この状態では、シリンダ４１の内周面とピストン４２の凹部４２ａとの間の空間は、流路４１ｅを介して大気に連通する。したがって、この状態で、圧力変換機構２０内のピストン２２が往復運動しても、シリンダ２１内の圧力変換室ＰＲは常にほぼ大気圧に保たれる。その結果、駆動装置１１および圧力変換機構２０に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。
【００２７】
一方、アキュムレータ１２に蓄積された高圧の空気圧は、利用装置１３によって利用される。この利用装置１３による利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が低下すると、シリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧も低下する。そして、ピストン４２はコイルスプリング４３の付勢力によって図２の左方に変位し、切り換え弁機構４０はふたたび図１の状態に戻される。その結果、圧力変換機構２０内のピストン２２の往復運動により、再び大気圧が高圧に変換されてアキュムレータ１２に蓄積されるようになる。以降、前述した動作を繰り返す。
【００２８】
上記説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、吸入弁４６および吐出弁４７を切り換え弁機構４０のピストン４２内に収容するようにしたので、蓄圧装置全体をコンパクトに構成できる。
【００２９】
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る蓄圧装置について図３を用いて説明する。この蓄圧装置は、上記第１実施形態の切り換え弁機構４０の一部を変更したもので、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、変更部分についてのみ説明する。
【００３０】
切り換え弁機構４０において、上記第１実施形態のオーリング４４，４５に代えて、ピストン４２の両端部外周面上には、断面Ｕ状かつリング状に形成された一方向性弁５１，５２が組み付けられている。一方向性弁５１は、シリンダ４１の第２室Ｒ２からシリンダ４１の内周面と凹部４２ａとの間の空間への空気の通過を許容し、逆方向の空気の通過を禁止して、圧力変換機構２０のシリンダ２１内の圧力変換室ＰＲへの大気の吸入弁として機能する。一方向性弁５２は、シリンダ４１の内周面と凹部４２ａとの間の空間からシリンダ４１の第１室Ｒ１への空気の通過を許容し、逆方向の空気の通過を禁止して、圧力変換機構２０のシリンダ２１内の圧力変換室ＰＲから第１室Ｒ１への高圧空気の吐出弁として機能する。
【００３１】
ピストン４２には、シリンダ４１の第２室Ｒ２から第１室Ｒ１方向に延びた円柱状の凹部４２ｄが形成され、同凹部４２ｄの底面とシリンダ４１の底部４１ｂの内側面との間にコイルスプリング４３が組みつけられている。なお、上記第１実施形態の第１および第２ピストン流路４２ｂ，４２ｃ、吸入弁４６および吐出弁４７は省略されている。これにより、上記第１実施形態の場合に比べて、ピストン４２の構造を簡単にすることができるとともに、シリンダ４１の長さを短くできる。
【００３２】
次に、上記のように構成した第２実施形態の動作について説明する。この第２実施形態においても、圧力変換機構２０内のピストン２２は、動力伝達機構３０を介して駆動装置１１によって往復運動する。いま、切り換え弁機構４０内のピストン４２は図３の位置にあるものとすれば、ピストン２２の図示上昇時に、高圧に変換されたシリンダ２１内の圧力変換室ＰＲ内の空気は、シリンダ２１の流路２１ｂ、シリンダ４１の流路４１ｆ、凹部４２ａおよび一方向性弁（吐出弁）５２を介してシリンダ４１の第１室Ｒ１およびアキュムレータ１２に供給される。
【００３３】
一方、ピストン２２の図示下降時には、シリンダ２１の圧力変換室ＰＲ内に、切り換え弁機構４０のシリンダ４１の流路４１ｅ、第２室Ｒ２、一方向性弁（吸入弁）５１、凹部４２ａ、流路４１ｆおよび圧力変換機構２０のシリンダ２１の流路２１ｂを介して大気圧の空気が吸入される。このようなピストン２２およびピストンロッド２４の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は徐々に高圧になり、アキュムレータ１２内に高圧の空気が蓄積されることになる。
【００３４】
そして、アキュムレータ１２およびシリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧が所定圧よりも高くなって、コイルスプリング４３の付勢力に打ち勝つと、ピストン４２は図示右方向に変位して、切り換え弁機構４０は図４の状態となる。この状態では、シリンダ４１とピストン４２の凹部４２ａとの間の空間は、流路４１ｅを介して大気に連通する。したがって、この状態で、圧力変換機構２０内のピストン２２が往復運動しても、シリンダ２１内の圧力変換室ＰＲは常にほぼ大気圧に保たれる。その結果、この第２実施形態においても、駆動装置１１および圧力変換機構２０に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。
【００３５】
上記説明からも理解できるように、上記第２実施形態によれば、一方向性弁５１，５２が上記実施形態の吸入弁４６および吐出弁４７として機能し、ピストン４２内に流路を設ける必要もないので、上記第１実施形態に比べて、さらに蓄圧装置全体をコンパクトかつ簡単に構成できる。
【００３６】
ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る蓄圧装置について図５を用いて説明する。この蓄圧装置は、上記第１および第２実施形態の圧力変換機構２０および切り換え弁機構４０を変更したもので、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、変更部分についてのみ説明する。
【００３７】
この蓄圧装置は、圧力変換機構２０および切り換え弁機構４０を同軸的に配置するとともに、一体的に構成したものである。切り換え弁機構４０は、一対の底部６１ａ，６１ｂを有する円筒状のシリンダ６１を備えている。シリンダ６１は、ピストン６２を軸線方向に摺動可能に収容している。シリンダ６１内には、ピストン６２によって区画された第１および第２室Ｒ１，Ｒ２が形成されている。なお、第１室Ｒ１は、本発明の流体室に対応する。第１室Ｒ１は、ピストン６２内に設けたピストン流路６２ａおよびシリンダ６１の側壁に設けた流路６１ｃを介してアキュムレータ１２に連通している。ピストン流路６２ａの一端は第１室Ｒ１に開口し、他端はピストン６２の外周面上に開口している。ピストン６２の外周面上には、ピストン流路６２ａの他端を挟んでシリンダ６１の内周面との気密を保つためにシール部材としてのオーリング６３，６４が組み付けられている。シリンダ６１に設けた流路６１ｃは、ピストン６２が図５の位置にある場合も、ピストン６２が図示上方へ変位して図６の位置にある場合も、ピストン６２の移動とは無関係に、オーリング６３，６４間に位置する。
【００３８】
シリンダ６１の第２室Ｒ２は底部６１ｂに設けた流路６１ｄを介して大気に連通している。第２室Ｒ２内にはコイルスプリング６５が組み込まれ、ピストン６２を第１室Ｒ１側に付勢している。
【００３９】
ピストン６２の外周面上であってオーリング６３，６４に対して第１室Ｒ１側の位置には、断面Ｕ状かつリング状に形成された一方向性弁６６，６７が組み付けられている。一方向性弁６６は、シリンダ６１の内周面上であって、オーリング６４と一方向性弁６６との間のピストン６２の外周面上の空間から、一方向性弁６６，６７間のピストン６２の外周面上の空間への空気の通過を許容し、逆方向の空気の通過を禁止して、圧力変換機構２０のための大気の吸入弁として機能する。一方向性弁６７は、シリンダ６１の内周面上であって、一方向性弁６６，６７間のピストン６２の外周面上の空間から、第１室Ｒ１への空気の通過を許容し、逆方向の空気の通過を禁止して、圧力変換機構２０のための高圧空気の吐出弁として機能する。ピストン６２の外周面上であって、一方向性弁６６，６７間には、円筒状の凹部６２ｂが形成されている。
【００４０】
また、シリンダ６１の側壁には、同側壁を貫通する流路６１ｅ，６１ｆが形成されている。流路６１ｅは、ピストン６２が図５の位置にある場合には、オーリング６４と一方向性弁６６と間に位置し、ピストン６２が図示上方へ変位して図６の位置にある場合には、一方向性弁６６，６７間に位置する。流路６１ｆは、ピストン６２が図５の位置にある場合も、ピストン６２が図示上方へ変位して図６の位置にある場合も、ピストン６２の位置とは無関係に常に一方向性弁６６，６７間に位置する。
【００４１】
また、圧力変換機構２０は、スリーブ７１およびプランジャ部材７２を備えている。スリーブ７１は、シリンダ６１の流路６１ｅ，６１ｆ間の軸線方向位置にて底部７１ａの内周面をシリンダ６１の外周面上に一体的に固着して、下方に延設された円筒状に構成されている。プランジャ部材７２は、底部７２ａを有する円筒状に形成され、スリーブ７１の図示下方の開口部から同スリーブ７１の内周面上に進退可能に侵入して、スリーブ７１の内周面およびシリンダ６１の外周面との間に圧力変換室ＰＲを形成している。プランジャ部材７２の外周面上には、スリーブ７１との気密を保つためにシール部材としてのオーリング７３が組み付けられている。なお、プランジャ部材７２がスリーブ７１の外周面上を軸線方向に気密的に往復運動するようにしてもよい。
【００４２】
圧力変換室ＰＲ内には、一端にてシリンダ６１の底部６１ａの外側面に支持され、他端にてプランジャ部材７２の底部７２ａの内側面に支持されたコイルスプリング７４が収容されている。コイルスプリング７４は、プランジャ部材７２を常時図示下方に付勢している。プランジャ部材７２の底部７２ａの下面にはロッド７５の上端が固着されており、同ロッド７５の下面は偏心カム３２のリング３２ｂの外周面により摺動可能に支持されている。
【００４３】
次に、上記のように構成した第３実施形態の動作について説明する。上記第１および第２実施形態と同様に、回転ロッド３１が駆動装置１１によって回転駆動されると、偏心カム３２はロッド７５およびプランジャ部材７２を上下に往復運動させ始める。そして、切り換え弁機構４０内のピストン６２が図５の位置にある状態で、プランジャ部材７２が押し上げられて、圧力変換室ＰＲ内の空気が高圧に変換されると、同高圧に変換された空気は、シリンダ６１の流路６１ｆ、ピストン６２の凹部６２ｂおよび一方向性弁（吐出弁）６７を介してシリンダ６１の第１室Ｒ１に供給され、また同第１室Ｒ１に供給された高圧の空気はピストン流路６２ａ、シリンダ６１の流路６１ｃを介してアキュムレータ１２に供給される。
【００４４】
次に、プランジャ部材７２およびロッド７５が、コイルスプリング７４の付勢力、プランジャ部材７２およびロッド７５の自重による力（以下、この力をコイルスプリング７４などによる付勢力という）によって下方に移動する。ただし、シリンダ６１の軸線方向が垂直方向でなければ、プランジャ部材７２およびロッド７５の自重による力は前記軸線方向に応じて変化する。プランジャ部材７２の下方への移動により、圧力変換室ＰＲ内には、シリンダ６１の流路６１ｅ、一方向性弁（吸入弁）６６、ピストン６２の凹部６２ｂおよびシリンダ６１の流路６１ｅを介して大気圧の空気が吸入される。そして、プランジャ部材７２およびロッド７５がふたたび上昇し始めると、前述のように、圧力変換室ＰＲ内の圧縮された高圧の空気はシリンダ４１の第１室Ｒ１およびアキュムレータ１２に供給される。このようなプランジャ部材７２およびロッド７５の往復運動により、アキュムレータ１２内の空気は徐々に高圧になり、アキュムレータ１２内に高圧の空気が蓄積されることになる。
【００４５】
そして、アキュムレータ１２およびシリンダ６１の第１室Ｒ１内の空気圧が所定圧よりも高くなって、コイルスプリング６５の付勢力に打ち勝つと、ピストン６２は図示上方向に変位して、切り換え弁機構４０は図６の状態となる。この状態では、圧力変換機構２０内の圧力変換室ＰＲは、シリンダ６１の流路６１ｆ、シリンダ６１とピストン６２の凹部６２ｂとの間の空間、およびシリンダ６１の流路６１ｅを介して大気に連通する。したがって、この状態で、圧力変換機構２０内のプランジャ部材７２が往復運動しても、圧力変換室ＰＲは常にほぼ大気圧に保たれる。その結果、駆動装置１１および圧力変換機構２０に不必要な負荷を負わせることを避けることができる。
【００４６】
一方、アキュムレータ１２に蓄積された高圧の空気圧は、利用装置１３によって利用される。この利用装置１３による利用により、アキュムレータ１２内の空気圧が低下すると、シリンダ６１の第１室Ｒ１内の空気圧も低下する。そして、ピストン６２はコイルスプリング６５の付勢力によって図６の下方に変位し、切り換え弁機構４０はふたたび図５の状態に戻される。その結果、圧力変換機構２０内のプランジャ部材７２の往復運動により、再び大気圧が高圧に変換されてアキュムレータ１２に蓄積されるようになる。以降、前述した動作を繰り返す。
【００４７】
上記説明からも理解できるように、上記第３実施形態によっても、吸入弁および吐出弁として機能する一方向性弁６６，６７を切り換え弁機構４０のシリンダ６１内に収容するようにしたので、蓄圧装置全体をコンパクトに構成できる。また、圧力変換機構２０が切り換え弁機構４０と一体的に形成されるので、蓄圧装置全体をさらにコンパクトに構成できる。
【００４８】
さらに、本発明は上記第１実施形態ないし第３実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００４９】
例えば、上記第１実施形態に係る蓄圧装置を車両のタイヤ空気圧調整に適用できる。この場合、図７に示すように、切り換え弁機構４０および圧力変換機構２０は、車輪のホイール８１およびスポーク８２内に収容されている。切り換え弁機構４０内のシリンダ４１の流路４１ｃは、タイヤ８３の内部に連通している。この場合、上記第１実施形態のアキュムレータ１２および利用装置１３はタイヤ８３に対応し、圧力変換機構２０によって高圧に変換された空気はタイヤ８３内に蓄積される。
【００５０】
また、圧力変換機構２０内のシリンダ２１には、中央部に貫通孔を有する底部２１ｃが設けられている。ピストン２２と底部２１ｃとの間には、ピストン２２を車輪の径方向外側（図示上方）に付勢するコイルスプリング２５が組み込まれている。なお、コイルスプリング２５が組み込まれた室は、大気に連通している。そして、この変形例においては、上記第１実施形態の駆動装置１１および動力伝達機構３０が省略されている。その他の構造は、上記第１実施形態の場合と同様である。
【００５１】
このように構成した変形例においては、車両の走行により車輪が回転すると、車輪の回転速度に応じて大きさの変化する遠心力がピストン２２に作用して、ピストン２２は車両の走行中に車輪の径方向すなわち図示上下方向に往復運動する。そして、切り換え弁機構４０内のピストン４２がシリンダ４１の第１室Ｒ１側に変位している状態（すなわち、図示状態）では、上記第１実施形態の場合と同様に、前記ピストン２２の往復運動により、圧力変換機構２０は大気を高圧に変換して切り換え弁機構４０を介してタイヤ８３内に高圧の空気を供給する。
【００５２】
そして、この場合も、タイヤ８３内の空気圧が所定圧以上になると、シリンダ４１の第１室Ｒ１内の空気圧も高くなって、ピストン４２をコイルスプリング４３の付勢力に抗して図示右方へ変位させる。この状態では、上気第１実施形態の場合と同様に、圧力変換機構２０の圧力変換室ＰＲは、シリンダ２１の流路２１ｂ、シリンダ４１の流路４１ｆ、ピストン４２の凹部４２ａとシリンダ４１の内周面との間の空間およびシリンダ４１の流路４１ｅを介して大気に連通するので、圧力変換機構２０によって圧力変換が行われなくなる。そして、タイヤ８３内の空気圧が低下すれば、切り換え弁機構４０内のピストン４２が図示位置に変位するので、タイヤ８３内にふたたび高圧の空気が供給され始める。これにより、タイヤ８３内の空気圧は常に一定に維持される。
【００５３】
また、上記変形例においては、上記第１実施形態に係る蓄圧装置を車両のタイヤ８３の空気圧調整に利用するようにしたが、上記第２および第３実施形態に係る蓄圧装置も車両のタイヤ８３の空気圧調整に利用することができる。上記第２実施形態の場合には、上記第１実施形態の変形例の場合と同様に、車輪の遠心力によってピストン２２をシリンダ２１内にて往復運動させるようにすればよい。また、上記第３実施形態の場合には、車輪の遠心力によってプランジャ部材７２をスリーブ７１に対して気密的に進退させるようにすればよい。
【００５４】
さらに、上記第１および第２実施形態のシリンダ２１およびピストン２２の軸線方向が車輪の周方向になるように、圧力変換機構２０および切り換え弁機構４０をホイール８１およびスポーク８２内に組み付けて、車両の加減速に伴う車輪の周方向の力により、ピストン２２を往復動させるようにしてもよい。また、上記第３実施形態の場合も、シリンダ６１およびプランジャ部材７２の軸線方向が車輪の周方向になるように、圧力変換機構２０および切り換え弁機構４０をホイール８１およびスポーク８２内に組み付けて、車両の加減速に伴う車輪の周方向の力により、プランジャ部材７２を往復動させるようにしてもよい。
【００５５】
また、上記各実施形態および変形例においては、流体として空気を用いた例について説明したが、空気以外の気体、または油などの液体を用いた流体の蓄圧装置にも本発明は利用できる。なお、流体として液体を用いた場合には、上記説明中の各シール部材は、シール部材の両側の部材間の液密性を保つために利用される。また、本発明に係る蓄圧装置は、ブレーキ装置以外の車両用装置にも適用できることはもちろんこと、車両以外の機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図２】前記第１実施形態の蓄圧装置の作動状態を説明するための全体概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図４】前記第２実施形態の蓄圧装置の作動状態を説明するための全体概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る蓄圧装置の全体概略図である。
【図６】前記第３実施形態の蓄圧装置の作動状態を説明するための全体概略図である。
【図７】前記第１実施形態の蓄圧装置をタイヤ空気圧装置に適用した例を示す全体概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１…駆動装置、１２…アキュムレータ、１３…利用装置、２０…圧力変換機構、２１…シリンダ、２２…ピストン、２３，２５…コイルスプリング、３０…動力伝達機構、３１…回転ロッド、３２…偏心カム、４０…切り換え弁機構、４１，６１…シリンダ、４２，６２…ピストン、４３，６５，７４…コイルスプリング、４４，４５…オーリング、４６…吸入弁、４７…吐出弁、５１，５２，６６，６７…一方向性弁、７１…スリーブ、７２…プランジャ部材、８１…ホイール、８２…スプール、８３…タイヤ
【図１】
2006283685.tif 000003
【図２】
2006283685.tif 000004
【図３】
2006283685.tif 000005
【図４】
2006283685.tif 000006
【図５】
2006283685.tif 000007
【図６】
2006283685.tif 000008
【図７】
2006283685.tif 000009